Cientistas acham sinais de vida na escuridão profunda de vulcões submarinos

Quando a expedição do navio alemão de pesquisa R/V Sonne chegou, em 2022, ao chamado arco frontal das Marianas — um segmento de vulcões de lama e montes submarinos no Oceano Pacífico ocidental —, seu objetivo era entender a serpentinização, um processo natural que gera energia e moléculas orgânicas a partir da interação entre rocha e água.

Nas profundezas dessas zonas de subducção, onde a placa tectônica do Pacífico mergulha sob a placa das Filipinas, o processo de serpentinização libera hidrogênio (H₂) e metano (CH₄), criando fontes naturais de energia química em lugares onde não há luz solar nem matéria orgânica.

Nesse ambiente altamente alcalino, com um pH que chega a 12 — o mesmo de produtos de limpeza usados para desentupir ralos —, os cientistas esperavam encontrar uma comunidade microbiana rara e uniforme, dependente do metano como fonte de energia. Mas o que descobriram foi surpreendente.

Como um pH tão alto simplesmente “quebra” o DNA em pedaços, a equipe usou biomarcadores lipídicos (gorduras que formam as membranas celulares), e descobriu uma biosfera subterrânea próspera, constituída por arqueias e bactérias extremófilas microscópicas.

De acordo com o estudo, publicado na revista Communications Earth and Environment, os biomarcadores mostraram que a vida não apenas existe ali, naquele ambiente improvável, mas se adapta quimicamente a ele, com membranas celulares e metabolismos interagindo há milhões de anos com o processo geoquímico da serpentinização.

Um planeta interno independente

Ao transformar compostos de carbono através de reações químicas que influenciam a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera terrestre, os micro-organismos das profundezas oceânicas atuam como parte de um gigantesco sistema de reciclagem planetária que regula o clima da Terra ao longo de milhões de anos.

Algo que os cientistas subestimavam até agora era o quão ativa essa biosfera é, e como os micróbios convertem o carbono trazido à superfície pelos fluidos de serpentinizaçao. Produzindo e consumindo metano, eles funcionam, na verdade, como intermediários entre os processos geológicos profundos e os ciclos biogeoquímicos da superfície.

Isso significa que, em vez de fotossíntese, essas comunidades microbianas praticam a quimiossíntese, ou seja, extraem energia de reações químicas entre substâncias inorgânicas (hidrogênio, dióxido de carbono, minerais) vindas das rochas serpentinizadas, sem depender de nada que venha da superfície iluminada pelo sol.

O biossistema funciona como um planeta dentro de outro, no qual a vida não precisa de fotossíntese nem de matéria orgânica produzida na superfície. Em vez disso, ela se alimenta da própria "respiração" geológica da Terra através da serpentinização. Isso leva a crer que uma vida parecida poderia existir em oceanos extraterrestres gelados e escuros.

A análise lipídica permite distinguir entre micróbios vivos e extintos: moléculas intactas indicam células ativas, enquanto degradadas revelam comunidades fossilizadas antigas. Para o primeiro autor do estudo, Palash Kumawat, da Universidade de Bremen, na Alemanha, essa técnica funciona onde há pouquíssimas células vivas.

Da Terra primitiva aos oceanos extraterrestres

Como se fosse um portal do tempo, o estudo coloca o arco frontal das Marianas como um laboratório ímpar para estudar a vida em condições extremas. De um lado, a Terra com condições semelhantes às dos vulcões de lama, e, de outro, no design de instrumentos para missões futuras a Europa, Encélado e Marte.

Afinal, se a vida consegue surgir e persistir em lugares tão hostis na Terra — sem luz e com pH 12 —, então os ambientes semelhantes dessas luas e planeta também podem ser habitáveis. Nesse sentido, o estudo redefine o que significa “mundo habitável”, orientando a astrobiologia e ainda oferecendo uma nova ferramenta para buscar vida.

Voltando o olhar para o passado, os autores estimam que esses micróbios abaixo do fundo do mar representem cerca de 15% da biomassa da Terra. Ao explorar ainda mais esses extremófilos, Kumawat e seus colegas pretendem descobrir pistas sobre como os primeiros organismos surgiram em nosso planeta primitivo.

Em um comunicado, a coautora do estudo, Dra. Florence Schubotz, do Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, afirma: “o que é fascinante nessas descobertas é que a vida sob essas condições extremas, como pH elevado e baixas concentrações de carbono orgânico, é possível”.

Quando partiram para sua expedição, os pesquisadores não tinham evidências de vida ativa nos vulcões de lama do arco das Marianas. Mesmo desconfiando da existência dos extremófilos, eles não esperavam que esses organismos pegariam carona na serpentinização para criar uma biosfera ativa tão profunda. E tão alcalina.